微生物在工业上的应用

微生物在食品工业上的应用微生物在食品工业上的应用 杨辉杨辉 生技 生技 18 118 1 摘要摘要 微生物在食品工业中得到了越来越广泛的应用 对其主要的研究热点作了综述 主要包 括冰核细菌 益生菌 微生物风味剂 微生物防腐剂 微生物增稠剂 微生物油脂等方面 展现 出了微生物在食品工业中作用 食品工业 食品添加剂 微生物用于食品工业在我国已有悠久 的历史 食醋 酱油 啤酒 泡菜 面包等传统发酵食品均已在人们的生活中占有了重要的地位 随 着食品工业的兴起以及微生物研究技术的飞速发展微微生物在食品工业中发挥着越来越重 要的作用 关键字 关键字 微生物微生物 食品工业食品工业 应用应用 正文 微生物在食品工业的应用例子正文 微生物在食品工业的应用例子 1 1 食醋食醋 食醋是我国劳动人民在长期的生产实践中制造出来的一种酸性调味品 它能增进食欲 帮助消化 在人们饮食生活中不可缺少 在我国的中医药学中醋也有一定的用途 全国各 地生产的食醋品种较多 著名的山西陈醋 镇江香醋 四川麸醋 东北白醋 江浙玫瑰米 醋 福建红曲醋等是食醋的代表品种 食醋按加工方法可分为合成醋 酿造醋 再制醋三 大类 其中产量最大且与我们关系最为密切的是酿造醋 它是用粮食等淀粉质为原料 经 微生物制曲 糖化 酒精发酵 醋酸发酵等阶段酿制而成 其主要成分除醋酸 3 5 外 还含有各种氨基酸 有机酸 糖类 维生素 醇和酯等营养成分及风味成分 具有独特的 色 香 味 它不仅是调味佳品 长期食用对身体健康也十分有益 1 1 1 生产原料生产原料 目前酿醋生产用的主要原料有 薯类 如甘薯 马铃薯等 粮谷类 如玉米 大米等 粮食加工下脚料 如碎米 麸皮 谷糠等 果蔬类 如黑醋栗 葡萄 胡萝卜等 野生植物 如橡子 菊芋等 其他 如酸果酒 酸啤酒 糖蜜等 生产食醋除了上述主要原料外 还需要疏松材料如谷壳 玉米芯等 使发酵料通透性 好 好氧微生物能良好生长 1 1 2 酿造微生物酿造微生物 传统工艺酿醋是利用自然界中的野生菌制曲 发酵 因此涉及的微生物种类繁多 新 法制醋均采用人工选育的纯培养菌株进行制曲 酒精发酵和醋酸发酵 因而发酵周期短 原料利用率高 1 淀粉液化 糖化微生物 淀粉液化 糖化微生物能够产生淀粉酶 糖化酶 使淀粉液化 糖化的微生物很多 而适合于酿醋的主要是曲霉菌 常用的曲霉菌种有 甘薯曲霉 AS 3 324 因适用于甘薯原料的糖化而得名 该菌生长适应性好 易培养 有强单宁酶活力 适合于甘薯及野生植物等酿醋 大米 甘薯等为原料而酿制普通食醋 AS 2 109 AS 2 399 适用于淀粉质原料 而 AS 2 1189 AS 2 1190 适用于糖蜜原料 3 醋酸发酵微生物 醋酸菌的选择 醋酸菌是醋酸发酵的主要菌种 醋酸菌具有氧化酒精生成醋酸的能力 其形态为长杆 状或短杆状细胞 单独 成对或排列成链状 不形成芽孢 革兰氏染色幼龄菌阴性 老龄 菌不稳定 好氧 喜欢在含糖和酵母膏的培养基上生长 其生长最适温度为 28 32 最 适 pH 值为 3 5 6 5 醋厂选用的醋酸菌的标准为 氧化酒精速度快 耐酸性强 不再分解醋酸制品 风味 良好的菌种 目前国内外在生产上常用的醋酸菌有 奥尔兰醋杆菌 A orleanense 它是法国爱尔兰地区用葡萄酒生产醋的主要菌种 生 长最适温度为 30 该菌能产生少量的酯 产酸能力较弱 但耐酸能力较强 许氏醋杆菌 A schutzenbachii 它是国外有名的速酿醋菌种 也是目前制醋工业较 重要的菌种之一 在液体中生长的最适温度为 25 27 5 固体培养的最适温度为 28 30 最高生长温度 37 该菌产酸高达 11 5 对醋酸没有氧化作用 恶臭醋杆菌 A rancens 恶臭醋杆菌是我国酿醋常用菌株之一 该菌在液面处形成菌 膜 并沿容器壁上升 菌膜下液体不浑浊 一般能产酸 6 8 有的菌株副产 2 的葡萄糖酸 并能把醋酸进一步氧化成二氧化碳和水 AS 1 41 醋酸菌 它属于恶臭醋酸杆菌 是我国酿醋常用菌株之一 该菌细胞呈杆状 常呈链状排列 单个细胞大小为 0 3 0 4 m 1 2 m 无运动性 无芽孢 在不 良的环境条件下 细胞会伸长变成线形 棒形或管状膨大 平板培养时菌落隆起 表面平 滑 菌落呈灰白色 液体培养时则形成菌膜 该菌生长的适宜温度为 28 30 生成醋酸 的最适宜的温度为 28 33 最适 PH3 5 6 0 耐受酒精浓度为 8 体积分数 最高产 醋酸为 7 9 产葡萄糖酸力弱 能氧化分解醋酸为二氧化碳和水 沪酿 1 01 醋酸菌 它是从丹东速酿醋中分离得到的 是我国食醋工厂常用的菌种之一 该菌细胞呈杆形 常呈链状排列 菌体无运动性 不形成芽孢 在含酒精的培养液中 常 在表面生长 形成淡青灰色薄层菌膜 在不良的条件下 细胞会伸长 变成线状或棒状 有的呈膨大状 分支状 该菌由酒精生成醋酸的转化率平均高达 93 95 东酒一号 它是 AS 3 758 的变异株 培养时要求较高的湿度和较低的温度 上海地区 应用此菌制醋较多 黑曲霉 AS 3 4309 UV 11 该菌糖化能力强 酶系纯 最适培养温度为 32 制曲时 前期菌丝生长缓慢 当出现分生孢子时 菌丝迅速蔓延 宇佐美曲霉 AS 3 758 是日本在数千种黑曲霉中选育出来的其糖化力极强 耐酸性较 高的糖化型淀粉酶菌种 菌丝黑色至黑褐色 孢子成熟时呈黑褐色 能同化硝酸盐 其生 酸能力很强 对制曲原料适宜性也比较强 此外还有米曲霉菌株 沪酿 3 040 沪酿 3 042 AS 3 951 AS 3 863 等 黄曲霉菌 株 AS 3 800 AS 3 384 等 2 酒精发酵微生物酒精发酵微生物 生产上一般采用子囊菌亚门酵母属中的酵母 但不同的酵母菌株 其发酵能力不同 产生的滋味和香气也不同 北方地区常用 1300 酵母 上海香醋选用工农 501 黄酒酵母 3 发酵乳制品发酵乳制品 发酵乳制品是指良好的原料乳经过杀菌作用接种特定的微生物进行发酵作用 产生具 有特殊风味的食品 称为发酵乳制品 它们通常具有良好的风味 较高的营养价值 还具 有一定的保健作用 并深受消费者的普遍欢迎 常用发酵乳制品有酸奶 奶酪 酸奶油 马奶酒等 发酵乳制品主要包括酸奶和奶酪两大类 生产菌种主要是乳酸菌 乳酸菌的种类较多 常用的有干酪乳杆菌 Lactobacillus casei 保加利亚乳杆菌 L bulgaricus 嗜酸乳 杆菌 L acidophilus 植物乳杆菌 L plantarum 乳酸乳杆菌 L Lactis 乳酸乳球 菌 Lactococcus lactis 嗜热链球菌 Streptococcus thermophilus 等 这里仅仅列举微生物在食品工业中一些部分应用 微生物与我们日常生活息息相关 我们要好好学好并应用好微生物学这门学科 在食品工业中微生物作为重要生产因素 我 们在不断将传统与现代技术相结合 未来必定会使其大放光彩 参考文献 1 武汉大学 复旦大学生物系微生物教研室编 微生物学 北京 高等教育出版社 1980 2 武汉大学 复旦大学生物系微生物教研室编 微生物学 第 2 版 北京 高等教 育出版社 1987 3 周德庆 微生物学教程 第 2 版 北京 高等教育出版社 2002 4 俞大绂 李季伦